Том Джексон - Взламывая технологии

Какая топливная система самая чистая?

Сжигание ископаемого топлива приводит к выделению химических веществ, которые вредят здоровью и загрязняют окружающую среду. Уголь — самое «грязное» топливо, а чистый метан — самое безопасное, хотя даже он выделяет углекислый газ, который может стать самым разрушительным загрязняющим веществом, если позволить ему изменять климат Земли. Самое чистое неископаемое топливо — это водород, при его сжигании образуется только водяной пар. Однако водород нужно очищать от других химических веществ, и этот процесс требует большого количества энергии (возможно, полученной за счет ископаемого топлива), поэтому в конце концов водород нельзя считать экологически чистым топливом. Единственный способ свести к минимуму загрязнение от двигателей — это использовать электромоторы и питать их электроэнергией, вырабатываемой с помощью солнца, ветра и других возобновляемых источников.

Нужен ли нам новый тип компьютеров?

В классическом цифровом компьютере используется система переключателей, или реле, которые замыкают или размыкают электрическую цепь по сложной схеме. Каждый переключатель состоит из полупроводящего «бутерброда», который создает крошечный разрыв в цепи. Этот разрыв может либо пропустить ток, либо блокировать его. С развитием технологий разрыв уменьшается, делая схемы компактнее, однако он должен создавать барьер для прохождения тока, поэтому не может быть меньше некоторого значения. Эту проблему можно решить несколькими способами — например, с помощью фотонных схем, в которых используются лучи света, а не электрический ток. Другой вариант — применять в качестве переключателей отдельные атомы. Благодаря особенностям квантового поведения такие переключатели могут быть включены и выключены одновременно. Это и лежит в основе квантовой вычислительной техники. Если атомы объединить в группы, они создадут огромные вычислительные мощности. Два классических переключателя хранят 2 бита информации, а два квантовых — 4 бита (22). Квантовая 64-разрядная система может обрабатывать не 64 бита, а 18 446 744 073 709 551 616!

Квантовый компьютер D-Wave, разработка которого спонсируется НАСА и Google, считается первым работающим квантовым компьютером

Космолеты будущего — это воздушные шары?

В 2016 г. на МКС был установлен новый модуль BEAM (экспериментальный надувной жилой модуль производства компании Bigelow Aerospace ), ширина которого во время запуска составляла всего 2,4 м. Однако после стыковки с МКС он был наполнен воздухом и увеличился в пять раз, создав еще одно помещение для экипажа. Растягиваемые стенки модуля сделаны из нескольких слоев кевлара — материала, используемого в пуленепробиваемых жилетах. Планировалось испытывать BEAM в космосе в течение двух лет, но в октябре 2017 г. НАСА решило продлить работу модуля. Возможно, модули из кевлара обеспечат лучшую защиту от радиации, чем традиционные алюминиевые, и будут достаточно жесткими, чтобы выдерживать воздействие пыли и космического мусора, вращающегося около орбиты МКС.

Прочный воздушный шар, который наполняется воздухом в космосе, — возможно, это будущее космических кораблей

Космические самолеты изменят транспортную систему?

При полете самолет должен проталкивать себя через воздух, замедляясь из-за его сопротивления. Но если бы самолет вышел из атмосферы на суборбитальную траекторию, то он мог бы достичь огромных скоростей и пересекать океаны и континенты за несколько минут, а не часов. Несколько компаний разрабатывают аппараты и двигатели, способные на этот подвиг. Один из таких двигателей — SABRE от UK Engineers Reaction Engines . Это двигатель «три в одном»: турбореактивный, прямоточный воздушно-реактивный и ракетный. В первом режиме топливо самолета сильно охлаждается, поэтому при сгорании создается больше тяги. Когда самолет в воздухе достигает высокой скорости, двигатель работает как прямоточный: воздух устремляется в камеру сгорания, и топливо сгорает без участия компрессора. При еще более высокой скорости прекращается подача воздуха, и двигатель переходит в ракетный режим.

На космических самолетах можно будет совершить поездку на другую сторону Земли всего за день